Influência do tratamento térmico de esferoidização e da deformação a frio na microestrutura e propriedades magnéticas de arames de risers flexíveis

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Lima, Samille Kricia Bezerra de
Orientador(a): Abreu, Hamilton Ferreira Gomes de
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Risers flexíveis
Comportamento eletromagnético
Aço - caracterização microestrutural
Aço - tratamento térmico
Laminação a frio
Laminação (Metalurgia)
Aço
Link de acesso: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/72787
Resumo: Este documento está disponível online com base na Portaria no 348, de 08 de dezembro de 2022, disponível em: https://biblioteca.ufc.br/wp-content/uploads/2022/12/portaria348-2022.pdf, que autoriza a digitalização e a disponibilização no Repositório Institucional (RI) da coleção retrospectiva de TCC, dissertações e teses da UFC, sem o termo de anuência prévia dos autores. Em caso de trabalhos com pedidos de patente e/ou de embargo, cabe, exclusivamente, ao autor(a) solicitar a restrição de acesso ou retirada de seu trabalho do RI, mediante apresentação de documento comprobatório à Direção do Sistema de Bibliotecas.
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Em caso de trabalhos com pedidos de patente e/ou de embargo, cabe, exclusivamente, ao autor(a) solicitar a restrição de acesso ou retirada de seu trabalho do RI, mediante apresentação de documento comprobatório à Direção do Sistema de Bibliotecas.Flexible pipelines used in the oil and gas industries are an advantageous technological option in the face of the challenges encountered in exploring deeper areas. Flexible risers are made up of different layers, including tensile reinforcement, built by a helical arrangement of steel wires. This is responsible for resisting traction, compression, and radial stresses from internal pressure and torsion. Due to the complex stress modes to which they are subjected, their failure modes become unpredictable, requiring monitoring methods, integrity verification and life estimation of these components. Electromagnetic techniques work as a good method for non-destructive monitoring of microstructural, morphological and mechanical properties transformations in deformed or heat-treated steels. In this work, the electromagnetic behavior of a wire used in the manufacture of tensile reinforcement, subjected to different combinations of temperature and time of heat treatments and plastic deformations by cold rolling, was investigated. These signals were related to microstructural transformations and changes in mechanical properties caused by the processes involved. To achieve this objective, Magnetic Barkhausen Noise (MBN), Magnetic Hysteresis, Inductance and Electrical Resistivity tests were carried out. The microstructural characterization was performed by Scanning Electron Microscopy (SEM), X-Ray Diffraction (XRD) and Differential Scanning Calorimetry (DSC). Hardness tests were performed to evaluate the mechanical properties. The results indicate that the increase in deformation generates an growth in dislocation density and lower dislocation mobility, which causes an increase in hardness and in the area of the hysteresis curve, with a consequent decrease in the MBN signal due to the greater difficulty in domain wall mobility. Low strain rates (5 and 10%) cause an increase in the degree of spheroidization due to cementite breakage unfavorable to the rolling direction. The treatments carried out at 600 and 700°C indicate the recovery of microstructure and the spheroidization of cementite, facilitating the deformation of the material, however the behavior of the MBN envelope and the DSC curves suggest that recrystallization only occurred in the treatments at 700 and 800°C. There is dependence of the resistivity on the stress field, being greater for tensile stresses. The multiplication of structural heterogeneities hinders the magnetic flux, reducing magnetic permeability and inductance.Dutos flexíveis utilizados nas indústrias petrolíferas para o transporte de petróleo e gás são uma vantajosa opção tecnológica frente aos desafios encontrados na exploração de áreas mais profundas. Os risers flexíveis são constituídos por diferentes camadas, dentre elas a armadura de tração, composta pela disposição helicoidal de arames de aço. Esta é responsável por resistir à tração, compressão, e às cargas radiais de pressão interna e de torção. Devido os modos de tensão complexos aos quais são submetidos, seus modos de falha tornam-se imprevisíveis, sendo necessário métodos de monitoramento, verificação de integridade e estimativa da vida desses componentes. As técnicas eletromagnéticas funcionam como um bom método para o monitoramento não destrutivo das transformações microestruturais, morfológicas e de propriedades mecânicas em aços deformados ou tratados termicamente. Neste trabalho, foi investigado o comportamento eletromagnético de um arame utilizado na fabricação da armadura de tração, submetido a diferentes combinações de temperatura e tempo de tratamentos térmicos e deformações plásticas por laminação a frio. Estes sinais foram relacionados com as transformações microestruturais e mudanças nas propriedades mecânicas provocadas pelos processos envolvidos. Para alcançar este objetivo, foram realizados testes de Ruído Magnético Barkhausen (RMB), Histerese Magnética, Indutância e Resistividade Elétrica. A caracterização microestrutural foi feita por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Difração de Raios-X (DRX) e Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC). Ensaios de dureza foram feitos para avaliação das propriedades mecânicas. Os resultados apontam que o aumento da deformação gera crescimento da densidade de discordâncias e menor mobilidade destas, o que provoca aumento da dureza e da área da curva de histerese, com consequente diminuição do sinal RMB pela maior dificuldade da mobilidade das paredes de domínio. Baixas taxas de deformação (5 e 10%) causam aumento no grau de esferoidização devido a quebra da cementita desfavorável à direção de laminação. Os tratamentos realizados a 600 e 700°C indicam a recuperação da microestrutura e esferoidização da cementita, facilitando a deformação do material, porém o comportamento do envelope do RMB e das curvas DSC sugerem que a recristalização só ocorreu nos tratamentos a 700 e 800°C. Há uma dependência da resistividade com o campo de tensões, sendo maior para tensões trativas. A multiplicação de heterogeneidades estruturais dificulta o fluxo magnético, reduzindo a permeabilidade magnética e a indutância.Risers flexíveisComportamento eletromagnéticoAço - caracterização microestruturalAço - tratamento térmicoLaminação a frioLaminação (Metalurgia)AçoInfluência do tratamento térmico de esferoidização e da deformação a frio na microestrutura e propriedades magnéticas de arames de risers flexíveisInfluence of heat treatment of spheroidization and cold deformation on microstructure and magnetic properties of flexible riser wiresinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFCinfo:eu-repo/semantics/openAccessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/72787/4/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD54ORIGINAL2023_dis_skblima.pdf2023_dis_skblima.pdfapplication/pdf10032054http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/72787/3/2023_dis_skblima.pdf067fa114e67c52a26d69f9619052de51MD53riufc/727872023-06-13 15:32:15.922oai:repositorio.ufc.br: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Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2023-06-13T18:32:15Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false
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